野外工作方法和技术

双频激电法主要用来寻找铜、多金属等硫化矿床以及相应的伴生有色金属、稀有金属和其他矿床。也可以寻找磁铁矿、有极化效应的赤铁矿和镜铁矿、锰矿等黑色金属矿床。此外，还可以寻找煤、石墨矿和地下水。

双频激电法除了对致密块状矿有很好反映之外，对浸染状和星散状矿体也有独特的效果，所以它是寻找斑岩型铜矿有效的物探方法，同时还可借助浅部矿化和浸染晕发现深部矿体。正因为双频激电对矿化反映灵敏，不够工业品位的矿化也能形成异常，因此对获得的异常有必要作进一步的分析和甄别。

在某一地区是否投入双频激电法，主要取决于地质任务，地质、地球物理条件和技术经济指标。地质任务的确定则必须兼顾主观和客观的条件。一般地讲，主观是指人们所要解决的矿产地质任务或其它任务的愿望，客观则是指自然界所提供的物质基础和前提条件。仅从主观的愿望出发，往往会造成浪费或事倍功半，这样的教训很多、也是很深刻的。因此，首先要从地质、地球物理条件的分析中提出地质任务，然后通过各种手段了解物性差异、有利条件和不利因素，再经过成本、效益和地质效果的综合分析，决定是否投入双频激电工作。

在具体工区，究竟是投入双频激电法，还是时间域激电法（俗称直流激电法），应根据地形、地质条件作合适的选择，扬长避短，灵活应用。一般地说，在地形较平坦如平原、盆地上，交通条件好，以及非工业干扰区，干扰小、接地好，既可使用双频激电法，也可使用时间域激电法。而在山区，地形很差，以及工业及人口密集区，工业干扰和人文干扰较大，接地条件相对较差时，双频激电法远远优于时间域激电法和其他形式测量的激电法，如变频法、奇次谐波法等。

大量实践证明，双频激电法能够应用于地质工作的各个阶段。在1：5万或1：2.5万的小比例尺面积性普查工作中，可用来发现和寻找成矿远景区或矿化带，也可配合同比例尺的地质填图。在1：1万的中比例尺详细普查工作中，可用来圈出矿化富集带范围，为进一步详查提供依据。在1：5千或1：2千的大比例尺详查中，可进一步用来圈定矿体或矿化带的平面范围和走向，结合地质情况判断矿体产状，埋深和大致规模，条件有利时甚至可以分辨极化体的成份，以指导钻探及山地工程。在勘探阶段，利用钻孔或井下激电还可发现深部隐伏矿或井旁盲矿。在地球物理方法本身的综合利用上，可与磁法、自电、电阻率法等，以及其它地质的、地球化学的手段相结合，评价各种异常的性质。

仅从发现异常的角度，选用一对频率的双频激电法便可以胜任。但如果要在发现异常的同时对异常作详细研究，那么可应用多对频率的双频道频谱激电法，它不仅可以提供视电阻率、视幅频率、自电、相位等多个参数（另可计算各种导出参数），还可以进行频谱测量或进

行激电非线性效应测量，以便对异常作更详细的研究。

在学术著作中，常常不涉及或很少涉及工作方法与技术。然而笔者认为任何一种地球物理勘探方法能否取得很好的效果，正确的野外工作方法技术是十分重要的。全部数据都是依靠在野外实际工作中取得，如果野外工作方法技术不当，或者是事倍功半，增加成本或者是影响数据质量，直接关系到最终成果的可靠性。因此，本书以较多的篇幅，较为详细地讨论它。

§ 8.1 电极排列形式

电极排列形式（或称电极装置）指的是A、B、M、N这四个电极以什么样的方式组合进行野外工作。电极排列的形式可以是多种多样的，在双频激电中，经常用的有“中间梯度”、“偶极-偶极”、“对称四极”、“三极”、“二极”（“近场源”）以及“测深”这几种排列形式。任何一种电极排列都有它的优点和缺点，或者说没有那一种电极排列是绝对好或绝对差的。然而，在野外实际工作中常常由于某一种排列（例如中间梯度）用得较多而忽略了它存在的问题。因此，在本节中，不仅讨论它们各自的长处，还分析它们的问题，以便在实际工作中根据可能的异常形态，发现异常的能力，干扰水平、抗感应耦合能力以及地形、接地条件等诸多因素选择合适的电极排列。

8.1.1 中间梯度排列

目前，在我国应用最多的电极排列形式是中间梯度排列，特别在时间域激电和面积性激电测量中更是如此，对双频激电来说，

它很灵活，本来可以不必千篇一律地使用中间梯度排列，但

由于它少移动供电电极，在一般情况下显得方便，

再加上习惯的原因，中间梯度排列事实上仍是用

得最多的一种排列。

如图9.1所示，中间梯度排列是用A和B两

个供电电极进行供电，测量电极M和N则沿着测

线逐点移动进行观测。根据工作任务，中间梯度

又可以分为三种方式：

主线测量方式：MN在AB连线中间的（2/3）

AB范围内测量。

主线加旁线测量方式：MN除了在AB的中间连线（一般取AB长度的2/3）进行测量外，还在AB两侧与AB平行的旁线上进行测量，测量范围如图9.1中的L和2L/3的矩形框内。这

样，可以减少供电极的移动次数。

全域测量方式：所谓全域测量方式，是指每条线不限于2L/3，而是扩展到整个AB，甚至扩展到A和B的连线的延长线上。也就是说，在AB供电的情况下，只要是能测到足够大小电位差的地方都可以作为测量范围。

在以发现异常为目的的普查工作中，第2、3两种方式由于效率高而常被采用。到详查时，要获得异常的正确形态，则宜采用中间线测量方法。而且要将可能的矿体置于AB的中间，使AB垂直异常走向。

测点间的距离l的大小根据所寻找的矿体的大小和最小可测电位差来折中选择，一般，L/l在20~50之间。MN的大小通常等于测点间距l或者l的2倍或3倍，记录点在MN的中点。

中间梯度排列之所以应用较广，其原因主要有如下几点：

1、在一段范围内不需移动供电电极，同时，供电导线、电源及发送机也不要移动，只移动测量电极MN（短导线测量方式），野外工作方便了许多，因而广为应用。特别是对于需要供电电流很大的时间域激电法，中间梯度排列就几乎成了唯一的实际可选择的排列。

2、中间梯度排列可以一线供电，多线、多台接收机同时进行测量，甚至可进行全域测量，因而生产效率高。

3、在AB中部，激发场接近水平均匀场，在此种情况下中间梯度的异常相对简单，甚至可用电磁类比法进行半定量解释。

由于中间梯度排列应用较广，得到很多人的偏爱，因而它的一些缺点往往不易引起人们的重视。有必要说明如下：

1、AB导线一般在1000M以上，敷设很费时间，在山区更是如此。在潮湿地区又容易造成漏电，因而需要定时检查，在野外，常常因漏电检查不合要求而耽误很多时间。

2、中间梯度排列的电磁感应耦合效应比偶极排列的要严重得多。而且它的电磁感应耦合效应随AB增加而增加，在电阻率低的地区，不利于加大 探测深度。

3、在AB中部，激发场接近水平，使得陡倾斜良导极化体的异常很不明显。理论计算的曲线对比可参见第七章图7.15和图7.37，在直立板上中梯异常很小，其他电极排列的异常要比中梯异常大1倍以上。图8.2则是湖南衡山中梯和偶极实测曲线对比。在该地区，视幅频率背景约为2%，中间梯度的异常只有4%，即异常绝对值只有2%，这就要求有很高的观测精度，否则异常就可能被误差所掩盖，因而施工中要十分小心。同一测线的偶极异常比中梯的大3倍左右，而正常背景场仍为2%。这样异常绝对值可达12%。在这种情况下，即使将观测精度适当降低，也不会影响异常的重现性，从而使施工速度加快，工效提高。

4

、中间梯度的异常并不一定形态简单。平时说中间梯度异常形态简单，那是有条

件的，指的是在AB中部，激发场接近水

平均匀场，因而异常形态与垂直磁化的垂直磁异常相当。如果极化体不在AB中部，情况就不同了。这里用一个与AB线正交的地下电缆异常的模型实验结果（图8.3）来说明问题。

当电缆相对于AB供电极对称时，即位于AB连线的中点（x=0）时，电缆附近未出现明显的视极化率异常（曲线1），也无明显的视电阻率异常显示，这是符合人们的直观认识的。

当电缆位于供电极A、B之间，但相对两供电极不对称时，电缆附近出现幅值大、范围宽的视极化率和视电阻率异常。图中曲线2、3、4分别给出了电缆位于x=-10、-20、-30cm处主剖面上的ηs观测结果。由图可见，电缆引起的视极化率异常，在电缆左右两侧为正负相伴的不对称异常，距电缆较近的电极（图中电极B）一侧，为视极化率负异常，距电缆较远的供电极（图中电极A）一侧，为视极化率正异常，并且正异常的幅值和分布范围都大于负异常。随观测点远离电缆，Fs异常逐渐消失。电缆正上方附近，ηs曲线通过零值点。顺便指出，此时的视电阻率曲线与视极化率曲线基本呈镜像对称关系。

由图还可看出电缆在不同位置时的异常变化情况。当电缆逐渐由AB中点移近某一供电极时，由电缆引起的Fs异常的幅值随之增大，但当电缆靠供电极很近（图中曲线4）时，Fs异常幅值又出现减小趋势，其中靠近电极一侧的负异常减小更为明显。

图8.3的实验结果本来是要说明地下电缆的影响，以提醒人们不要认为小小的电缆似乎不应引起多大异常。然而当它在测线中不同位置时，可以引起不同的异常。这一方面说明在野外不可忽视电缆的影响。笔者在这里引用这个例子，是想说明在中梯排列中，异常并不总是简单的。

电缆位置的变化，也可认为是电缆不动，而电极相对移动了。事实上，电缆在不同位置

时引起不同的异常，是由于激发条件改变而引起的。在中梯全域测量中，更要注意异常形态与供电电极的位置关系。

在相同测区内，当测线长度大于AB测区长度时，要把AB移到新的位置。移动前后需重复测量2-3点，这几个点便是测区的衔接处。最早的时候，人们在衔接处保留几个重复测量的点（称为“接头点”），是想用它来控制测量精度，即规定两组不同AB在接头点上测到的结果应该是一样的，或者是在误差范围之内。如果所测结果相差较大，出现了“脱节”现象，就认为测量质量有了问题。其实这种看法是不全面的。如果接头点是在正常场区，是应该不出现脱接现象。然而如果地下有极化体存在时出现“脱节”现象是自然的。此时不同的AB供电时，“接头点”上的视幅频率或视极化率值是不同的。发生脱节的原因主要是激发和测量条件的差异所引起。下面引用水槽金属板模型实验结果来说明。如图8.4所示。AB间测区为（1/3~1/2）AB，其中“A1B1段”FS曲线代表A1B1供电时，在其中间地段的FS曲线，余此类推。

由图8.4可见，曲线脱节有如下简单规律：

(1) 当AB中心逐渐移近矿体时，FS值逐渐升高，但曲线向下脱节。

(2) 当AB中心逐渐远离矿体时，FS值逐渐降低，但曲线向上脱节。

(3) 当供电电极之一移至矿体之上或矿体邻近时，FS曲线出现最明显的脱节。

(4) 曲线脱节处一般并不对应矿体端的位置。但曲线脱节的规律却指示矿体存在的方位。

(5) 某测点上曲线有明显的向上脱节，并不意味着该测点下面有新的矿体存在。因此在绘制FS等值图时，脱节点的FS值尽量取其低而不取高值，原则上应取接近背景的FS值。用简单取平均值的方法不一定合适。

下面我们以激发与测量条件的差异来分析图9.4上各段曲线脱节的原因。

在A1B1段，近A1段曲线低值是由于观测点离A1极近，离极化体远，故接近背景值。近

B1段FS值渐高是由于B1和观测点离极化体较近，极化体的二次场已较明显。近B1段的FS曲线近似于B1单极供电引起的FS异常曲线，因此可由倾斜极化引起的二次场解释。

在A2B2段，近A2段的低值也是由于观测点接近A2极，由于A2在该点引起的一次场强，因而FS值接近背景值。近B2段明显增加也是由于B2极和观测点离极化体近，近B2段曲线近似于B2单极供电引起的FS曲线。

在A3B3位置，A3B3的中心恰恰与极化体顶部投影位置重合。A3B3在极化体两侧对称分布，此时极化体受水平极化，与理想条件相似（差别是A3B3不是无穷大）。这时在极化体两侧观测到FS负值，而极化体顶部则观测到FS极大值。

A4B4段和A5B5段曲线的解释可分别参照A2B2和A1B1段曲线的解释。

以上的分析可见，当有极化体存在时，AB逐段移动，出现“脱节”现象是正常的，它正好反映了极化体的存在。

需要说明的是，上述实验结果和规律分析是在水平地形条件下获得的，当地形起伏时，极化和测量条件还因地形而变，所以曲线“脱节”的规律也不相同，但是，分析的原则仍是适用的。 谈到A、B逐段移动，它们与极化体的相对位置发生了变化，引起中梯的曲线脱节，有必要提一下固定电源装置（排列）。这种排列是把一个供电极（比如A）布置在极化体的地面投影附近，另一个供电极（B）放到无穷远。M、N沿着由A引出的射线逐点移动，从A的附近直到相当远，如图8.5。这种装置实际上是一种三极测深。随着M、N从不同的方向远离A，总会在某一位置观测到极化体的异常。出现异常的方位以及极距AO与极化体的位置、埋深有内在的联系。固定电源装置的好处是有利于判断极化体的位置、埋深和产状。但是增加了一个无穷远极，不够灵活轻便。并且必须在经过了普查，知道极化体的大致位置的前提下布置，才能达到目的。如若情况不明，盲目不知，反而会徒劳无功。

从“中间梯度的异常形态并不一定简单”这一事实出发，引伸出一个问题：面积性的中间梯度测量结果要不要绘制平面等值线图。一般来说，一个面积性工作常常是多组AB供电才能完成，这样绘出的平面等值线图的异常形态就会很复杂，一方面，每个异常形态都对应它的供电电极，而且还特别和矿体与供电电极之间的相对位置有关。如果将不同供电电极所的结果不加处理地放在一起，绘成平面等值线图，常常会给人以一种不正确的印象。因此，笔者认为，在这种情况下，不宜绘平面等值线图，绘平面剖面图会要好些。而且即使是绘平面剖面图，也应该将各供电点的位置标在图上，标明哪些曲线是哪组电极供电的。这样才能将获得的异常与供电点的位置联系起来，便于看图的人思考问题，一目了然。

在前面这一小节中，我们特别强调了中梯异常形态并不见得简单，这是因为存在这样的观念：“中梯异常形态简单，便于解释，而偶极剖面异常形态复杂，不便于解释，”有的教科书也是这样说的。其实这个观念是片面的，是有条件的。即使在AB中部，虽然异常形态简单，但也受很多因素影响。而且从另一个角度看，异常形态的简单也意味着信息量少，因此中梯对极化体产状和形态所提供的信息就相对少些，在这方面中梯不如偶极剖面提供的信息丰富。

以上分析了中梯装置的优点，也强调了这种装置的缺点。这并不意味着我们反对使用中梯装置，相反，只有在全面了解它的优劣后，才能扬长避短，因地适宜地恰当应用，使它发挥最大的效用。

第二篇：物探工作方法与技术

1、1∶1万激电工作方法技术

（1）仪器

激电工作使用WDFZ-2激电发射机和WDJS-1微机激电接收机。接收仪开工作前分别用标准信号发生器进行校验和一致性检测，检测合格的仪器方可投入使用。

（2）测网或剖面布设

激电剖面布设在具有寻找金属硫化物矿产前景的矿化蚀变带上，主要以激电剖面和电测深为主。应尽量垂直于极化体的走向、地质构造方向或垂直于其它物化探异常的长轴方向，尽可能的与已有勘探线或地质剖面重合，提高异常解释水平和成果的有效性。线距要求100-200米，点距40米。

（3）测点观测方法技术

激电剖面工作采用中梯测量装置，AB=1200米，测量范围为AB极间2/3AB区间。发射机供电(测量)周期为8s，接收机测量叠加次数2次，延时100ms，采样宽度40ms。其它技术要求严格按《时间域激发极化法技术规定》执行。

（4）精度要求与质量检查方法

激电中梯方法各项工作实际技术指标如下表。

表4－13 激电及电阻率测量精度指标

激电野外质检工作应与原始观测同步进行，质量检查采用一同三不同的质检方式，即同点位、不同仪器、不同时间、不同操作者，检

查量为3％。

（5）电法资料整理

主要包括仪器一致性资料的计算，视电阻率计算，精度统计及接口处理等内容，其视电阻率计算中的K值应经100%的对算，确保无误。

视电阻率计算采用以下公式：

K =2π / (1/AM－1/AN－1/BM＋1/BN)

Ps＝K×Vp/I

电法资料的处理主要用于确定视极化率的背景场和对极化体的正演。背景场的分析可选用趋势面分析（一般用二次）或数理统计的方法进行，以提供划分局部异常的基础性资料。

2、1∶1万磁法测量工作方法技术

使用G-856质子磁力仪进行总场测量，测量参数为ΔＴ。仪器试验、检查及测点观测方法技术按前述相关要求进行。

测网布设在筛选的具有寻找铁族元素矿产前景的1∶5万磁测异常中，线距要求100-200米，点距要求在20-50米。测线应尽量垂直于地质构造方向或垂直磁异常的长轴方向，尽可能的与已有勘探线或地质剖面重合，提高异常解释水平和成果的有效性。其它技术要求严格按《地面高精度磁法技术规程》（DZ/T0071-93）的规定执行。

质量检查采用“一同三不同”的方式进行，质检率不低于5%，磁法总精度分配见表5-1。

磁测资料整理包括一致性计算、基点磁场值计算、磁测值计算及精度统计等内容。其中磁测值计算要求与1∶5万磁法资料的计算方法一致，各项改正起算点均统一到1∶5万磁测总基点。

磁测资料的处理视需要进行延拓、化极计算等为判断异常地质体

的性质，推断构造形迹提供帮助。

3、物性资料统计

根据不同物理参数的变化规律，采用相应的统计方法。岩石极化率采用算术平均值直接求取；电阻率采用几何平均值统计；磁化率、剩余磁化强度视样品量大小，分别采用数理统计方法或几何平均法（去掉零值标本）。

（四）物探成果报告的编写

1、报告编写

根据要求应单独编写物探工作成果报告，作为总体报告的一个附件。根据相关规范规定的报告编写格式和内容编写。以物探异常解释推断、异常查证成果和下一步工作建议为重点内容，要求层次清楚，简明扼要，立论有据，观点明确，重点突出，文图并茂。所用名词、术语、编号、格式要统一、规范、准确。

2、1∶5万磁测图件编制

按1:5万比例尺编制，其内容应包括调查区基测线、联测点、固定标志等测地内容及电法剖面位置、质检线段、磁基点、标本采集点等物探内容及重要的地理内容。

剖面平面图及平面等值线图：磁测参数，均应分别编制这两种图件，是物探面积工作的主要成果之一，成图比例尺为1:5万，要求不但有由物探数据制作的曲线，还应有物探异常轴、异常编号等推断内容及重要的地理内容。

3、异常检查图件编制

异常检查剖面按1:1万比例尺编制，图件中应包含在剖面上所有物化探方法的参数曲线和相应地形地质剖面以及建议的验证钻孔等，并应有推断成果。

激电测深曲线断面图一般在报告的异常解释部分以插图形式提交，其比例尺选择可以灵活。在拟断面图中应有推断成果。

物探推断成果图：按物探工作比例尺绘制，以简化的地质内容为底图，磁测局部异常范围及编号以及物探的找矿靶区、推断的隐伏矿体位置及钻探验证孔位和用于揭露异常的探槽和异常检查剖面等，集中反映物探异常的研究过程和研究成果。

其它图件如正演图件电算处理图件等视需要编制，一般作插图使用。

其它编绘要求参考有关规范执行。